Применение экстремальных лазерных полей

Проблемы получения высокоэнергичных, высококоллимированных пучков заряженных частиц (электронов, протонов, легких ионов) и создания вторичных источников мощного рентгеновского и гамма-излучения при взаимодействии сверхсильного лазерного излучения с веществом — одни из самых актуальных для современной науки. Традиционные ускорители являются огромными и дорогостоящими сооружениями. В то же время ускоряющие поля, создаваемые в них, значительно уступают по величине ускоряющим полям, которые генерируются при взаимодействии лазерного излучения и плазмы. Современные сверхмощные лазерные комплексы могут стать основой новой компактной технологии ускорения частиц, генерации когерентного рентгеновского и гамма-излучения. Такие технологии имеют широкие перспективы для использования в самых разнообразных областях науки и техники, например в лазерном термоядерном синтезе, для диагностики конденсированного вещества.
В медицине высокоэнергичные пучки протонов и ионов используются для лечения ряда онкологических заболеваний. Электронные пучки могут быть использованы для инжекции в лазеры на свободных электронах, в технологических применениях.